Equilibrio 2

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EQUILIBRIO QUÍMICO
EJERCICIOS Y PROBLEMAS 
Nivel 1
1- Se ha realizado la reacción N2O4(g) <===> 2 NO2(g) varias veces, con distintas cantidades, siempre a 134 ºC. Una vez alcanzado el equilibrio las concentraciones de las dos substancias en cada muestra fueron: (Complete el cuadro)
Rta: 0,3074 mol/l 0,04762 mol/l
2- A 327ºC la Kc = 77 M-2 para el proceso:	N2(g) + 3H2(g) <===> 2NH3(g) ,hallar la Kp a esa misma temperatura, para:	4NH3(g) <===> 2N2(g) + 6H2(g)	
Rta: 996,11 atm4
3- .- La constante de equilibrio para: Cl2(g) + CO(g) <===> COCl2(g) es Kc = 5 (mol/l)-1 a cierta temperatura. Se tienen las siguientes mezclas en respectivos recipientes, todos de un litro:
a) b)	c)
5 mol de Cl2	 2 mol de Cl2	1 mol de Cl2
2 mol de CO	 2 mol de CO	1 mol de CO
20 mol COCl2	 20 mol COCl2	6 mol COCl2
¿Está cada uno de estos sistemas en equilibrio? Si no, ¿en qué sentido evolucionarán?
 - a) Sentido directo b) Equilibrio c) Sentido inverso
- b) Equilibrio a) Sentido directo c) Sentido inverso
- c) Sentido inverso b) Equilibrio a) Sentido directo 
4- A 270ºC se mezclan 1 mol de N2 y 3 moles de H2 , al llegar al equilibrio, se han formado 0,4 moles de NH3, y la presión es de 10 atm . Hallar: 
a) los moles de cada gas y la presión parcial de cada gas, en el equilibrio. 
b) Kp para la reacción 
N2(g) + 3H2(g) <===> 2NH3(g) a 270ºC
R: a)0,8 moles, 2,4 moles, 0,4 moles, 2,22 atm, 6,66 atm, 1,11 atm. b)1,88.10-3 atm-2
5- La Kc= 4,1•10-2 moles/l, para: PCl5 <===> PCl3 + Cl2. En un reactor se pone PCl5.. Al llegar al equilibrio hay 0,53 moles de Cl2 y 0,32 moles de PCl5. ¿Cuál es el volumen del reactor ?. Si se reduce a la mitad el volumen ¿cuál es la composición del gas en equilibrio?
R:21,4 lit 0,42 0,43 0,43 moles
6- A 500 K el PCl5 se descompone en un 14% según la ecuación 
PCl5 (g)  PCl3(g) + Cl2(g).
Si en un recipiente de 2 litros ponemos 2 moles de pentacloruro de fósforo y calentamos hasta 500ºC Hallar Kc para la reacción a esa temperatura.	
R: 0,0228 mol/lit
7- Si 1 mol de etanol se mezcla con 1 mol de ácido acético a 25ºC, la mezcla en equilibrio contiene 2/3 moles del éster acetato de etilo. Averigüe: 
CH3-CH2OH + CH3-COOH <===> CH3-COO-CH2-CH3 + H2O
a) Kc de la reacción: 
b) Al mezclar 3 moles de etanol y 1 mol de ácido acético ¿Cuántos moles de éster hay en el equilibrio?	R: Kc=4 y 0,9 moles
8- A 400 K, el equilibrio: SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g) se establece cuando se ha disociado el 60% del SO2Cl2 y la presión es de 32 atm.. Hallar Kp. Si inicialmente hay 0,2 moles de SO2Cl2 y 0,2 moles de SO2 Hallar el grado de disociación a 18 atm.
	
R:18 atm y 0,62
9- A 134ºC, Kp= 66 atm para: N2O4(g)  2NO2(g). Se ponen n moles de N2O4 en un reactor y se alcanza el equilibrio a 134ºC y 1 atm de presión. Hallar el grado de disociación del N2O4 
R: 0,97
10- A 500K, Kp=67 para: 
NH4Cl(s)  HCl(g) + NH3(g)
En un recipiente cerrado de 500 ml ponemos 0,4 moles de NH4Cl(s). Cuando se alcance el equilibrio: 
A) Hallar los moles de cada sustancia. 
B) Si a 500K ponemos, en el recipiente cerrado 0,1 moles de NH3(g) y 0,1 moles de HCl(g), hallar las presiones parciales de cada gas y la presión total, cuando se alcance el nuevo equilibrio.
R:0,1 moles 0,1 moles 0,3 moles, 8,2 atm 8,2 atm 16,4 atm
11- A unos 500ºC el carbonato amónico se descompone térmicamente según la reacción de equilibrio:
(NH4)2CO3(s)2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
Hallar Kp, a esa temperatura, si la presión total en el equilibrio es de 2,8 atm
	
R:0,96 atm4
12- La composición de equilibrio para la reacción CO(g) + H2O(g) <===> CO2(g) + H2(g) es: 0,l 0,l 0,4 y 0,1 moles, respectivamente, en un matraz de 1 litro. Se añaden a al mezcla en equilibrio (sin modificar el volumen) 0,3 moles de H2. 
Hallar la nueva concentración de CO una vez restablecido el equilibrio.	
R// 0,167 mol/lit
13- El SnO2(s) reacciona con hidrógeno según: SnO2(s) + 2H2(g) <===> Sn(s) + 2H2O(g). Si los reactivos se calientan en un recipiente cerrado a 500 ºC, se llega al equilibrio con unas concentraciones de H2 y H2O de 0,25 moles·l-1, de cada uno. 
a) Se añade 0,25 moles de H2 al recipiente, ¿Cuáles serán las concentraciones de H2O e H2 cuando se restablezca el equilibrio? 
b)¿Pueden encontrarse en equilibrio un mol de H2 y dos moles de H2O a la misma temperatura?
R: a)0,375 mol/lit 0,375 mol/lit b) No
Nivel 2
17.- A 634K la reacción 2 H2S(g)  2 H2(g) + S2(g) alcanza el equilibrio cuando hay 1 mol de H2S; 0,2 moles de H2 y 0,8 moles de S2 en un reactor de 2 litros. Hallar a) Kc a 634K. b) A la misma temperatura y en un reactor igual, hay 0,1 moles de H2 y 0,4 moles de S2, en equilibrio con H2S
¿Cuántas moles de H2S habrá en la mezcla? 
R: 0,016 mol/l 0,3535 moles
18.- En las ecuaciones: l) CO(g) + H2O(g)  CO2(g)+H2(g) 2) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
3) N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g). 
Escribir la relación entre Kc y Kp para cada una.
19.- Un matraz contiene una mezcla de N2, H2 y NH3 en equilibrio a la presión total de 2,8 atm, la presión parcial del H2 es 0,4 atm y la del N2, 0,8 atm. Calcula Kp para la reacción en fase gaseosa N2(g) + 3H2(g) <===> 2NH3(g) a la temperatura de la mezcla. 
R: 50 atm-2
20.- La siguiente mezcla es un sistema en equilibrio: 3,6 moles de hidrógeno, 13,5 moles de nitrógeno y 1 mol de amoníaco a una presión total de 2 atm y a una temperatura de 25 ºC. Se pide:
a) la presión parcial de cada gas; b) Kc y Kp para la reacción N2(g) + 3H2(g) <===> 2NH3(g) a 25 ºC. 
R: 0,11 atm 1,492 atm 0,3978 atm 0,13 atm-2 77,62 (mol/l)-2
21.- Se mezclan 0,84 moles de PCI5 (g) y 0,18 moles de PCl3 (g) en un reactor de 1 litro. Cuando se alcanza el equilibrio existen 0,72 moles de PCl5(g) Calcula Kc a la temperatura del sistema para la reacción PCl5(g) <===> PCl3(g) + Cl2(g). 
R:0,05 mol/lit
22.- Reaccionan 46 g de yodo y 1 g de hidrógeno a 450 ºC, la mezcla en equilibrio contiene 1,9 g de yodo. Hallar: a) moles de cada gas en el equilibrio; b) Kc para 
H2(g) + I2(g) <===> 2HI(g)
(Ar: I=127 H=1) 
R: a) 0,00748 moles, 0,326moles, 0,347moles b) 49,152
23.- Se produce la reacción: Xe(g) + 2F2(g) <===> XeF4(g)
Se mezclan 0,4 moles de Xe(g) con 0,8 moles de F2(g), en un matraz de 2 lit. Cuando se alcanza el equilibrio, el 60 % del Xe(g) se ha convertido en XeF4(g). Hallar Kc.
Si se mezclan 0,4 moles de Xe(g) con “n” moles de F2(g) en el mismo matraz. Al alcanzar el equilibrio, el 75 % del Xe se ha convertido en XeF4(g). Hallar el valor de “n”.
R: 58,6 (mol/l)-2 n°=1,0525 moles
24.- La constante de equilibrio para la reacción CO(g) + H2O(g) <===> CO2(g) + H2(g) es 4 a cierta temperatura. Se introducen 0,6 moles de CO y 0,6 moles de vapor de agua en un recipiente de 2 1itros a esa temperatura. Hallar la concentración de CO2 en el equilibrio. 
R: 0,2 moles/litro
25.- La reacción CH3-(CH2)2-CH3 (g) <===> CH(CH3)3 (g) tiene una constante de equilibrio de 2,5 a cierta temperatura. Si inicialmente se introduce 1 mol de butano y 0,2 moles de metil-propano, calcula el porcentaje de butano que se convierte en metilpropano. 
R: 65,7%
26.- Un recipiente contiene una mezcla en equilibrio según la reacción:
PCl5(g) <===> PCl3(g) + Cl2(g). Las concentraciones de equilibrio son 0,2 0,1 y 0,4 moles/l, respectivamente. Se añade, sin modificar el volumen, 0,1 moles de Cl2. Calcula la concentración de PCl5 cuando de nuevo se alcance el equilibrio. 
R: 0,2127 mol/lit
27.- A 20ºC, la constante de equilibrio es igual a 4 para el proceso: 
CH3-CH2OH(dis) + CH3-COOH(dis) <===> CH3-COO-CH2-CH3(dis) + H2O(dis)
Hallar las cantidades de reactivos que se han de mezclar, en proporción estequiométrica, para obtener 1 mol de acetato de etilo. 
R: 1,5 moles
28.- Al calentar óxido de mercurio(II) se descompone reversiblemente en Hg(g) y O2(g). Cuando esta operación se realiza en recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho el vacío, se alcanza una presión total en el equilibrio de 150 mm Hg a 400 ºC. Hallar el valor de Kp a dicha
temperatura para la reacción 2HgO(s) = 2Hg(g)+O2(g) 
R:1,14.10-3 atm3
29.-En un reactor cerrado se pone carbamato de amonio que se descompone según la reacción: NH4(NH2-COO)(s) <===> 2NH3(g) + CO2(g). Una vez alcanzado el equilibrio a 20 ºC, la presión en el reactor ha aumentado en 0,08 atm. Hallar Kc para dicha reacción. 
R: 5,47.10-9 M3 
30.- A 1000 ºC la presión de CO2 en equilibrio con CaO y CaCO3 es 0,039 atm a) Determina Kp para la reacción CaCO3(s) <===> CaO(s) + CO2(g); b) sí se introduce CaCO3 en un recipiente que contiene CO2 a una presión de 0,05 atm ¿se produce reacción?; c) ¿cuál será la presión final?; d) ¿Y si la presión del CO2 en el recipiente fuera de 0,01 atm?.
R: 0,039 atm. en todos los casos.
31.- El sulfato de hierro(II) se descompone según: 
2 FeSO4(s) <===> Fe2O3(s) + SO2(g) + SO3(g). 
Cuando se realiza la descomposición a 929ºC en un recipiente cerrado, inicialmente vacío, la presión en el equilibrio es 0,9 atm. Determinar: a) Kp a dicha temperatura; b) la presión en el equilibrio si el FeSO4 se introduce en un matraz a 929 ºC que contiene inicialmente SO2(g) a una presión de 0,6 atm.
R: 0,2025 atm2 1,0816 atm
33.- En un cilindro provisto de un pistón se tiene la reacción: COCl2(g) <===> CO(g) + Cl2(g), que contiene en el equilibrio las cantidades siguientes: 20 mol de COCl2 , 2 mol de CO y 2 mol de Cl2, en un volumen de 1 litro a) predice en qué sentido se producirá reacción si se disminuye el volumen a la mitad b) calcula la composición de la mezcla cuando de nuevo se alcance el equilibrio.
R: a)Inverso b)20,566 1,434 1,434 moles
34.- Cuál será el efecto de aumentar la presión (disminuir el volumen) a temperatura constante en cada uno de los siguientes equilibrios:
a) N2O4(g) <===> 2NO2(g)	b) CO(g) + 2H2(g) <===> CH3OH(g) c) H2(g) + I2(g) <===> 2HI(g)	d) CaCO3(s) <===> CaO(s) + CO2(g)
R: Favorecer la reacción: a)inversa b)directa c)no influye d)inversa
35.- En el equilibrio: C(s) + 2H2(g) <===> CH4(g) Hº = -75 kJ. Predecir cómo se modificará el equilibrio cuando se realicen los siguientes cambios: a) disminución de la temperatura; b) adición de C(s); c) disminución de la presión de H2; d) disminución del volumen de la vasija de reacción.
R: a)Sentido directo b)No influye c)Sentido inverso d)Sentido directo
36.- Considera las siguientes reacciones:
a) 2SO2(g) + O2(g) <==> 2SO3(g) 	 ΔH = -197 kJ
b) N2O4(g) <===> 2NO2(g)	ΔH = +94 kJ 
c) N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)	ΔH = -22 kJ
¿ En qué sentido irá la reacción si, una vez alcanzado el equilibrio, se eleva la temperatura a V=cte.?
R: a)inverso b)directo c)inverso
37.- Cuando el cloruro amónico se calienta a 275 ºC en un recipiente cerrado de 1 litro, se descompone alcanzándose el equilibrio: NH4Cl(s)<==>HCl(g)+NH3(g) en el que Kp = 1,04·10-2 atm2. En un matraz cerrado se ponen 0,98 gramos de cloruro amónico y se alcanza el equilibrio a 275ºC. Hallar la cantidad del cloruro amónico que quedará sin descomponer en el equilibrio.(Ar: Cl=35,45 N=14 H=1) 
R: 0,8587 g
38.- En la obtención del ácido sulfúrico, una etapa importante es la oxidación del dióxido de azufre para dar el trióxido de azufre según la reacción: SO2(g) + l/2 O2(g) <====> SO3(g) Hº = -88,6 kJ. a) ¿Cómo se modificará el equilibrio al elevar la temperatura?. b) ¿Cambiará la constante de equilibrio? c) ¿Qué sucederá si se duplica el volumen de la vasija de reacción?.
R: a y c)Se favorece el proceso inverso b)Disminuye
39.- En el equilibrio: 2SO2(g) + O2(g) = 2 SO3(g) Hº = -197 kJ.
Indicar cómo variará la concentración de SO3: a) al pasar de 25 ºC a 500 ºC. b) Al aumentar la presión total del sistema (a T=cte). c) al añadir un catalizador. d) al reducir el volumen del recipiente a la mitad. e)al añadir un gas inerte 
R: a)Disminuye b)Aumenta c)no varía d)Aumenta e)no varía
40.- El hidrogenosulfuro de amonio se descompone según el proceso:
NH4HS(s) <==> NH3(g) + SH2(g) siendo su Kp=0,11 atm2.
En un reactor con NH3(g) a una presión de 0,5 atm, se añaden 5 gramos de NH4HS(s). Cuando se alcance el equilibrio, hallar: a) la presión total del gas que llenará el reactor. b) la fracción molar de cada uno de los gases. c) ¿Cuál hubiera sido el resultado si ponemos 10 g de NH4HS(s) en vez de 5 g?
 R: a)0,83 atm b)0,8 y 0,2 c)el mismo
41.- A 600 K se pone en un matraz 1 mol de CO2(g) y C(s) en exceso, la presión total en el interior del matraz es de 1 atm. Al alcanzar el equilibrio a 600 K, la presión total en el matraz es 1,5 atm. Hallar Kp a 600 K para el equilibrio CO2(g) + C(s) <===> 2CO(g) y los moles de CO2 y CO presentes en el equilibrio. 
R: 2 atm 0,5 moles y 1 mol
42.- Analizada una muestra de un gas encerrado en un recipiente de a 600 K que se encontraba en equilibrio, se observó que estaba formada por amoníaco, nitrógeno e hidrógeno en concentraciones 5·10-4 M, 0,02M y 0,02M, respectivamente. Obtener los valores de las constantes de equilibrio Kp y Kc para: 
3H2(g) + N2(g)  2NH3(g).
R:6,45.10-4 atm-2 1,56 M-2
43.- A 233ºC se tiene el proceso: SO2(g) + NO2(g)  SO3(g) + NO(g), en el equilibrio hay una mezcla formaca por: 6 moles de SO3, 0,45 moles de NO, 0,15 moles de SO2 y 0,3 moles de NO2. Si se añaden, a esta temperatura 0,3 moles de SO3. Hallar el porcentaje de cada gas en la mezcla de gases, cuando se restablezca el equilibrio. 
R:10,11% 18,44% 48,22% 23,22%
44.- En un recipiente de 1,3 1 de capacidad se tiene 2,6 g de tetróxido de dinitrógeno a 27 ºC. En el equilibrio, la presión en el recipiente es de 0,6 atm. Hallar el grado de disociación del N2O4(g) según el equilibrio: (Ar:N=14 O=16) 
N2O4(g) <==> 2NO2(g).
R:12,2%
45.- Se introduce en un matraz de 2 litros una mezcla de 2 moles de Br2 y 2 moles de Cl2 se produce la reacción: Br2(g) + Cl2(g)  2BrCl(g). Cuando se establece el equilibrio se ha gastado el 9,8% de bromo. Calcúlese la constante de equilibrio para la reacción.
 R: 0,0472
46.- En un vaso de 200 ml hay azufre (s), 1 gramo de H2(g) y 3,2 g de H2S(g). Se calienta a 380 K estableciéndose el equilibrio H2S (g)  H2 (g) + S (s) cuya constante de equilibrio vale 0,07. Hallar la presión parcial de los gases en el equilibrio.(Ar: S=32 H=1) 
R:86,48 atm 6,056 atm
47.- El NH4Br sólido se descompone endotérmicamente según el equilibrio:
NH4Br (s) <===> NH3 (g) + HBr (g). a) Explicar si, una vez en el equilibrio, la cantidad de HBr (g) aumenta, disminuye o no se modifica, en los siguientes casos: i) Cuando se introduce NH3 (g). ii) Al duplicar el volumen del recipiente. b) Deducir si el valor de la Kp a 400 ºC será mayor, menor o igual que a 25 ºC. 
R: a) disminuye aumenta b) mayor
48.- El carbonato de sodio se descompone según la ecuación termoquímica:
CaCO3 (s) <===> CO2 (g) + CaO (s) ΔHº = 87,8 kJ. La Kp para el equilibrio a 800ºC es 0,22 atm. Se calienta el carbonato de calcio en un crisol cerrado; ¿se descompondrá en su totalidad? ¿y en un crisol abierto se descompondrá totalmente? Explicar lo que sucede en ambos casos.
R: No se descompondrá en el primer caso y si en el segundo
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